SE467943C - Anordning för att generera, detektera och karakterisera en rasterbild av ett föremåls kontur. - Google Patents

Anordning för att generera, detektera och karakterisera en rasterbild av ett föremåls kontur.

Info

Publication number
SE467943C
SE467943C SE8800301A SE8800301A SE467943C SE 467943 C SE467943 C SE 467943C SE 8800301 A SE8800301 A SE 8800301A SE 8800301 A SE8800301 A SE 8800301A SE 467943 C SE467943 C SE 467943C
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
light beam
light
detector
reflector
mirror
Prior art date
Application number
SE8800301A
Other languages
English (en)
Other versions
SE467943B (sv
Inventor
Steinar Solnoerdal
Tore Planke
Andreas Nordbryhn
Original Assignee
Tomra Systems Asa
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tomra Systems Asa filed Critical Tomra Systems Asa
Publication of SE467943B publication Critical patent/SE467943B/sv
Publication of SE467943C publication Critical patent/SE467943C/sv

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/24Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
    • G01B11/2433Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures for measuring outlines by shadow casting

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)

Description

'25 30 467 943 Enligt uppfinningen kännetecknas en ljusstrâleavlänkande anord- ning av att den är så anordnad i förhållande till en återreflektor och en detektor, att reflekterade ljusstrålar sändes i riktning mot den ljusstråleavlänkande anordningen och då antingen förbi den ljusstråleavlänkande anordningen till detektorn direkt eller via en i returstrålebanan och före den ljusstråleavlänkande anordningen anbragt planreflektor till detektorn direkt.
Ytterligare kännetecken för uppfinningen kommer att framgå av de efterföljande patentkraven samt av den nedanstående beskriv- ningen med hänvisning till de bifogade ritningarna, varvid dessa ritningar är avsedda att endast tjäna som utförandeexempel, utan att därmed begränsa uppfinningens omfattning.
Fig l visar en första utförandeform av anordningen i enlighet med föreliggande uppfinning och med en första typ av återreflektor, Fig 2 illustrerar en modifikation av återreflektorn i Fig l, Fig 2A visar en modifikation av Fig l, utförd med återreflektorn i Fig 2, Fig 3 visar i en schematisk planvy som icke-begränsande exempel rörelsebanan för ett föremål, som skall passera anord- ningen, som visats i Fig l (och 2), Fig 4 visar en modifikation av anordningen i Fig l (och 2) med rörelsebanan inritad för ett föremål, som skall pas- sera anordningen, där modifikationen är utförd i enlighet med uppfinningen, Fig 5 illustrerar ljusstrålar, som utsändes från den ljusstrále- avlänkande anordningen, samt reflekterade ljusstrålar, som kommer tillbaka till en ljusdetektoranordning, Fig 6 visar en modifikation av lösningen i Fig 5, Fig 7 visar en modifikation av lösningen i Fig 6, Fig 8 visar schematiskt en lösning för att åstadkomma, att ljusstrålesvep-planet även rör sig över ett andra plan, som är vinkelrätt mot svep-planet, Fig 9 visar en modifikation av anordningen i Fig 8, 10 15 20 25 30 3 467 943 Fig 10 visar en modifikation av anordningen i Fig l och 4, vilken modifikation använder ett kollimerande, optiskt element för att åstadkomma, att ljusstrâlarna passerar väsent- ligen parallellt över avsökningsfältet.
En smal ljusstràle 1 utsändes fràn en ljuskälla 2, vilken i den i Fig l illustrerade utförandeformen arbetar i kontinuerlig mod. Ljuskällan kan vara en laser, en ljusemitterande diod eller en annan ljuskälla, som inte är en laser. Som exempel pà lasrar kan nämnas laserdiod, fastämneslaser, färgämneslaser och gaslaser.
Om laserdiod, ljusemitterande diod eller en annan ljuskälla, som icke är en laser, användes, måste en kollimerande lins pla- ceras framför ljuskällan för att tillförsäkra, att det blir en smal, koncentrerad ljusstràle, som lämnar ljuskällan 2. Ljus- strålen styres, så att den sveper över en vinkel med hjälp av en ljusstråleavlänkande anordning 3, vilken anordning är försedd med en roterande spegel. På ritningarna är den ljusstråleav- länkande anordningen 3 försedd med fyra spegelytor, men fler eller färre spegelytor kan lika väl användas. Den ljusstràle- avlänkande anordningen 3 drives av en motor 4, som har kontrol- lerbar hastighet.
Vid en modifikation av lösningen i Fig l kan man tänka sig, att spegeln påverkas, så att den oscillerar í stället för att den roterar.
Som framgår av Fig l lämnar ljusstrâlen l den ljusstràleavlän- kande anordningen 3 som en smal, koncentrerad ljusstràle l', som ledes mot en áterreflektor 5. Aterreflektorn i Fig l är i denna utförandeform försedd med ett flertal smala, icke-ref1ek- terande ränder 6, vilka är anordnade med inbördes avstånd. Överst och nederst är àterreflektorn försedd med icke-reflekterande fält, som här betecknats med hänvisningssiffrorna 7 resp 8.
Avsikten med de icke-reflekterande fälten 7 och 8 är att entydigt definiera början och slutet på denyaktiva delen (ränderna 9) på àterreflektorn 5. 10 15 20 25 30 35 467 943 4 Återreflektorn 5 kan utgöras av ett i och för sig konven- tionellt reflexmaterial, som är vanlig handelsvara och på vilket de nämnda ränderna 6 och de icke-reflekterande fälten 7,8 anbringas. Avsikten med ränderna 6 är att åstadkomma mot- svarande, mellanliggande ränder 9, vilka är reflekterande så, att de reflekterade ljusstrålarna 10 skall komma fram till en opto-elektrisk detektor ll på ett intermittent sätt genom att den svepande ljusstrålen l' reflekteras endast av de nämnda ränderna 9. Härav inser man, att den anordning, som presenteras i Fig l-4 i ovan nämnda US-patent 4.055.834, skall kunna ersättas av den här ovan beskrivna anordningen. De anordningar i ovan nämnda US-patent 4.055.834, som beskrives i anslutning till de i detta patent presenterade Fig 6a,6b,7,8,l0,ll,12 (från och med utgången på den visade fotodioden 6) samt Fig 13 och 14 skall uppfattas som lämpliga att användas i anslut- ning till föreliggande uppfinning såsom ytterligare signal- behandlíngsenheter för de signaler, som kommer fram på ut- gången 12 hos den opto-elektriska fotodetektorn ll. Såsom framgår av Fig 1 kommer de reflekterade ljusstrålarna 10 att träffa detektorn ll med en större spridningsvinkel än den spridningsvinkel, som ljusstrålen l'_har då den lämnar den ljusstråleavlänkande anordningen 3. Spridningsvinkeln för ljusstrålen 10 är så stor, att även om den ljusstråleav- länkande anordningen 3 skärmar för en del av ljuskäglan 10, kommer ändå en del av ljusstrålen 10 att träffa detektorn ll.
Detektorn ll bör ha en tillräckligt stor ljusuppfångande yta, så att åtminstone en del av ljusstrålen l0 fångas upp. I an- slutning härtill hänvisas till Fig 5. På detektorn ll, som kan ha vilken som helst typ av konventionell uppbyggnad och som därför endast visas schematiskt, är det ljus från ljusstrålen 10 som träffar detektorn ll, angivet med korta pilar, i detta fall i Fig 5 visade som heldragna resp streckade pilar, och här angivna med hänvisningssiffrorna 13 och l3'. Även om den ljusstråleavlänkande anordningen 3 avskärmar (se hänvisnings- siffrorna l4, l4') en del av den reflekterade ljusstrålen 10, kommer ändå en betydande del av den reflekterade ljusstrålen 10 att träffa detektorn ll. 10 15 20 25 30 35 5 467 943 Genom att således placera detektorn ll på baksidan av den ljus- stråleavlänkande anordningen 3, så som visas i Fig l och 5, kommer detektorn att detektera, om ljusstrålar l', som är riktade mot de reflekterande ränderna på åter-reflektorn, reflekteras som ljusstrålar 10. Det faktum att ljusstrâlen 10, på grund av åter-reflektorns naturliga egenskaper, får en större sprid- ningsvinkel än ljusstrâlen l', som infaller mot åter-reflektorn, är inte någon nackdel för uppfinningen, utan snarare ett väsent- ligt kännetecken för densamma, eftersom en allt för smal retur- ljusstråle nästan fullständigt skulle bliva avskärmad av den ljusstràleavlänkande anordningen 3 i anslutning till den ut- förandeform, som visas i Fig 1 och 5. En förutsättning för den lösning, som visas i Fig 5, är således att den ovan nämnda, andra spridningsvinkeln är tillräckligt stor.
I det fall att den ovan nämnda, andra spridningsvinkeln inte är tillräckligt stor eller om det av andra skäl är olämpligt att placera detektorn strax bakom den ljusstråleavlänkande anord- ningen, kan exempelvis en lösning, som angives i Fig 6, användas.
Vid denna modifikation för uppställningen av detektorn och den ljusstråleavlänkande anordningen 3 placeras en stråldelare 15 på sned i ljusstrålens l' bana. Detektorn ll placeras så, att de från åter-reflektorn reflekterade strålarna 10 avlänkas till exempel i 900 mot detektorn ll som reflekterad, avlänkad ljus- stråle l0'. En del av den reflekterade ljusstrâlen 10 kommer att passera genom stråldelaren 15 såsom ljusstråle l0", var- igenom den sistnämnda inte kan utnyttjas. På motsvarande sätt kommer en del av den svepande ljusstrâlen l' att avlänkas, i detta fall med en vinkel på 900 på grund av stråldelaren 15, såsom en ljusstråle l", medan en annan del av den svepande ljusstrâlen l' kommer att passera genom stråldelaren l5 såsom ljusstråle l"' i riktning mot àterreflektorn. Lämpligen placeras stråldelaren l5 lika långt från den ljusstråleavlänkande anord- ningen som från detektorn ll.
I Fig 7 visas en modifikation av lösningen i Fig 6, där en sned- ställd spegel 16 med en spalt 17 användes, varvid den svepande 10 15 20 25 30 467 943- ~ 6 strålen 1' kan passera genom denna spalt. De av åter-reflektorn reflekterade ljusstrålarna 10 kommer att avlänkas av den sned- ställda spegeln 16 mot detektorn 11, företrädesvis i en vinkel av till exempel 900. På detta sätt komemr man att på detektorn ll kunna uppfånga nästan allt reflekterat ljus 10. Kravet på ljusintensitet för ljusstrålen 1' i Fig 7 är mindre än för ljus- strålen 1' i Fig 6.
Den opto-elektriska detektorn 11 kommer på sin nämnda utgång 12 att leverera upprepade, karaktäristiska signaler av de in- krementella delarna av en rasterbild av föremålet 18 (se Fig 3 och 4), som passerar genom anordningens detektorplan 19 (se Fig 3 och 4). Dessa karaktäristiska signaler kommer vanligtvis att utgöras av pulstág, där pulserna uppträder med samma frekvens som ljusstrálar reflekteras tillbaka från åter-reflektron 5.
Själva signalbehandlingen kan i och för sig ske på samma sätt som har beskrivits i det tidigare nämnda US-patentet 4.055.834 och med samma enheter, som visas i detta. För att bättre förstå föreliggande uppfinning innefattas därför US-patentet 4.055.834 i här föreliggande beskrivning vad beträffar det som i nämnda patent har beskrivits i samband med Fig 6 tom 14 med undantag för patentets Fig 12, där beskrivningen endast anknyter till det som gäller beträffande signalbehandlingen from den opto-elek- triska detektorn. För enkelhets skull är därför signalbehandlings- kretsarna i anslutning till föreliggande anordning endast gene- rellt betecknade med hänvisningssiffran 20 (se Fig M), genom att en programmeringsenhet 21 för signalbehandlingskretsarna kan vara ansluten. Kommunikationen mellan enheterna 20 och 21 sker via en data-buss 22. Signalbehandlingsenheten 20 är för- bunden med en presentations- och/eller manöverpanel 23 via en data-buss 24. Signalförbindelsen mellan detektorns ll utgång 12 och signalbehandlingsenheten 20 sker via en förbindelse 25.
Det som omfattas av ljusstrålesändaren 2, signalbehandlings- enheterna 20,21 och 23 med tillhörande överföringar 22,24 och 25 samt detektorn ll, den ljusstråleavlänkande anordningen 3, 10 15 20 25 30 35 467 945 eventuellt försedd med ljusdelaren 15 i Fig 6 eller spegeln l6 i Fig 7, har getts en gemensam beteckning 26 i Fig 3 och 4. Enligt lösningen i Fig 4 bringas ljusstrálen l' att svepa mot en snedställd spegel 27, varefter ljusstrálen 1' avböjes i riktning mot återreflektorn 5. De ljusstrålar l', som inte avskärmas av föremålet 18, vilket passerar genom det detekterade fältet 19, kommer att reflekteras av åter-reflektorn, som ljus- strålar 10. Enheten 26 i Fig 3 och 4 kan eventuellt vara så utformad, att signalbehandlings- och styrutrustningen 20, 21 och 23 befinner sig som en separat enhet på en annan plats än den apparatur, som schematiskt visas i Fig 3 och 4. I Fig 4 införes föremålet 18, exempelvis en vätskebehållare, vid platsen A och går ut ur apparaten vid platsen B. Med hjälp av avlänk- ningsplåten 28 införes föremålet 18 på en vridskiva 29 och styres sedan så, att föremålet passerar genom det detekterade fältet 19, så som tidigare nämnts, varpå föremålet 18 föres ut ur appa- raturen med hjälp av en ledplåt 30 och eventuellt ytterligare en transportör (icke visad), som ligger utanför vridskivan 29.
Man skall emellertid inse, att föreliggande uppfinning inte på något sätt är bunden till transport av föremål längs banan A-B med hjälp av en vridskiva, enär en lösning, så som den visas i Fig 3 med en transportör 31, också är tänkbar. Emellertid erbjuder lösningen i Fig 4 den möjligheten, att man kan ha en relativt liten avlänkningsvinkel få ut från den ljusstràleav- länkande anordningen 3, genom att ljusvägen för strålen l' kan göras längre med hjälp av spegeln 27, varigenom man uppnår lägre känslighet för parallaxfel, dvs lägre känslighet för passage- avståndet mellan föremålet 18 och återreflektorn. En placering av enheten 26 direkt på platsen för spegeln 27 och borttagande av den sistnämnda skulle för samma höjd på återreflektorn inne- bära en större vinkel :L och därmed större parallaxfel.
I det som hittills har beskrivits har det förutsatts, att den utsända, svepande ljusstrálen 1' är en kontinuerlig ljusstråle, som träffar en åter-reflektor av den typ, som visas i Fig l och där det reflekterande materialet är försett med ett flertal smala icke reflekterande ränder 6, vilka är anbringade tvärs 10 15 20 25 30 35 467 943 svepriktningen för strålen l'. I utförandeformen i Fig l är det reflekterande materialet visat som ett band. Man skall emel- lertid inse, att det reflekterande materialet kan ha vilken som helst önskad dimension i horisontal och vertikal riktning och att utförandeformen i Fig l således icke på något sätt skall anses som begränsande för uppfinningen. Som ett alternativ till lösningen i Fig l med reflexmaterial med ett flertal smala, icke-reflekterande ränder föreslås enligt uppfinningen att alter- nativt använda en åter-reflektor av ett obehandlat reflexmaterial, så som antydes i Fig 2 med hänvisningssiffran 32.
Om man med en åter-reflektor av den typ, som visas i Fig 2, fortfarande önskar använda sig av en kontinuerlig ljusstràle l från ljuskällan 2, erfordras ett tvärsgående raster 33 (som visas med streckade linjer i Fig 3 och i perspektiv i Fig 2A).
Detta raster består av växelvis ogenomskinliga respektive genom- skinliga ränder 34 respektive 35, varvid de nämnda ränderna samt de blockerande fälten överst och nederst (betecknade med 36 och 37) i realiteten har samma funktion som den speciellt utformade åter-reflektorn 5 i Fig l. På detta sätt uppstår intermittenta ljusstrålar l', som träffar åter-reflektorn 32, varpå de reflekterade ljusstràlarna (icke visade i Fig 2A), som passerar genom rastret 33, kommer att träffa detektorn ll på det sätt, som beskrivits tidigare. Med den lösning, som visas i Fig 2A, kan man således använda en åter-reflektor 32 utan att behöva speciellt utforma densamma. Rastret 33 kan utformas med en upplösning, som väljes efter de krav på detekterings- noggrannhet som uppställes.
Med den lösning, som visas i anslutning till åter-reflektorn 32 i Fig 2, och med samma tekniska lösningar, som tidigare defi- nieras i anslutning till Fig l och 3 tom 7, kan det vara fördel- aktigt att i stället för en kontinuerlig ljusstràle l använda pulsat ljus l i den svepande ljusstrålen l'. För en sådan lösning kan man till exempel använda en styrbar laserdiod, som förses med en kollimerande lins. I detta sammanhang är det nödvändigt att ha en styrande förbindelse 38 (se Fig 1) mellan signalbehand- 10 15 20 25 30 35 9 467 943 lingsenheten 20 och ljuskällan 2. Signalbehandlingsenheten 20 kommer på detta sätt att kunna bestämma pulsfrekvensen för ljus- strâlen l. Det är emellertid härvid viktigt, att motorn 4 för den roterande spegelenheten 3 har en stabil, känd hastighet.
Detta kan uppnås genom att använda motorer av i och för sig känd typ, som har dessa egenskaper. Som ett ytterligare alter- nativ kan man använda sig av mätning av mottagen signalstyrka vid diskreta, bestämda tidpunkter, om ljuset l inte pulsas.
Samma krav måste även i detta fall ställas på motorn 4.
I Fig 8 visas, hur en tvådimensionell avsökning kan tänkas äga rum. I detta fall är det lämpligt att använda en pulsad ljus- stråle l' som på det tidigare beskrivna sättet avlänkas av den ljusstråleavlänkande anordningen 3, även här visad i form av en roterande spegelenhet, som drives av en motor 4. Den svepande ljusstrâlen l' träffar en spegel 27', varpå ljusstrâlen avlänkas mot åter-reflektorn 32. I detta sammanhang skall kort hänvisas till utförandeformen i Fig 4, där man hade en spegel 27, som var stationär. Om spegeln 27 har utförts rörlig omkring en axel, som vore lodrät i riktningens plan, skulle samma förhållanden kunnat uppnås som de, som visas i Fig 8. I denna Fig 8 är således spegeln betecknad med 27' och den har med hjälp av dubbelpilen 39 angivits vara vippbar fram och tillbaka. Den svepande ljus- strâlen l' kommer enligt utförandeformen i Fig 8 att röra sig i pilens 40 riktning, medan vippningen av spegeln 27' kommer att resultera i att ljusstrâlen, som markeras med den streckade linjen 41 på àterreflektorn 32, kommer att röra sig upp och ned i pilens 42 riktning på åter-reflektorn 32. Man uppnår därmed ett punktraster på åter-reflektorn 32. När ett föremål passerar genom stràlbanan för den svepande ljusstrâlen l', kommer således en punktrasterbild av föremàlets kontur att uppstå på åter- reflektorn 32, vilken punktrasterbild kommer att reflekteras tillbaka från åter-reflektorn 32 som strålar 10, som går via spegeln 27' till ljusdetektorn ll. På grund av spridningsvinkeln för ljusstrâlen 10 kommer, så som tidigare beskrivits, den ljusstråleavlänkande anordningen 3 inte att få någon av- skärmande effekt av betydelse i anslutning till den 10 15 20 25 30 35 467 943 1° detektering, som äger rum vid detektorn ll. Den fortsatta signal- behandling. som utföres med de signaler. som kommer från detektorn ll, sker på samma sätt som tidigare beskrivits i anslutning till de föregående figurerna. Man inser direkt, att vipptakten för den motor 43, som styr spegeln 27', samt rotationshastig- heten för den ljusavlänkande anordningen 3 måste vara kända i signalbehandlingsenheten 20.
I Fig 9 visas en variant av lösningen i Fig 8 och i vilken bild en flaska 18 förflyttas på ett transportband 31. En ljusstråle l utsändes för ljuskällan 2 och avlänkas med hjälp av den ljus- stråleavlänkande anordningen 3, vilken drives av motorn 4. En detektor ll med tillhörande förstärkare ll' (icke utritad på de föregående figurerna) har också inritats. Med den i Fig 9 visade lösningen påverkas den svepande ljusstrålen l' till att teckna horisontala punktlinjer 41 på återreflektorn 32. I stället för en vippande spegel 27' (se Fig 8) föreslås här, att man låter den ljusstråleavlänkande anordningen 3 vara vippbart lagrad, så som antydes med pilen 44. När således den ljusstråleavlänkande anordningen 3, 4 påverkas så, att den vippar så som markeras med dubbelpilen 44, kommer linjerna 41 att påverkas så, att de vippar upp och ned över ytan på åter-reflektorn 32. En sådan vipprörelse kan eventuellt tänkas åstadkommas med en stegmotor 45, som med hjälp av ett band 46 är förbunden med den ljusstråle- avlänkande anordningen och påverkar denna, så att den vippar fram och tillbaka. _ Med den lösning, som visas i Fig l0 tillförsäkras,att ljusstrå- larna passerar över det detekterade fältet väsentligen parallella med varandra. Enligt uppfinningen föreslås här, att man använder ett kollimerande, optiskt element 47 av i sig känd typ, till exempel en holografisk lins. Fördelen med denna lösning är, att man blir helt oberoende av föremàlens avstånd från åter- reflektorn 5:32 (inte något parallaxfel), genom att ljus- strålarna l' är väsentligen parallella med varandra över det detekterade fältet. Med den lösning, som visas i Fig 10, gäller för övrigt samma förhållanden som för de föregående figurerna, 10 15 20 25 30 11 467 945 således att lösningen kan användas antingen för en-dimen- sionella eller två-dimensionella rasterbilder på samma sätt som i anslutning till Fig 8 och 9 samt med kontinuerligt eller pulsat ljus, beroende på använd typ av åter-reflektor (se Fig l,2,2A,3 tom 7).
En väsentlig fördel med föreliggande uppfinning är, att åter- reflektorn kan bestå av ett reflexmaterial, som i och för sig är känd handelsvara. Därigenom uppnås en prismässigt förmånligare åter-reflektor. En fördel med åter-reflektorn är, att den alltid kastar tillbaka ljuset i samma huvudriktning som den, från vilken den mottog ljuset.
Som alternativ till den visade och beskrivna ljusstråleavlänkande anordningen kan man i stället för en roterande eller oscillerande spegel använda holografiska avlänkande element. Med en ljusstråle- avlänkande anordning skall således förstås, vilken som helst tekniskt tänkbart element, med vilket man uppnår samma tekniska effekt, som här har visats och beskrivits.
I anslutning till Fig 10 nämnes, att det kollimerande, optiska - elementet 47 eventuellt kan bestå av en vanlig lins, även om en holografisk lins eller Fresnel-lins kan vara de mest ändamåls- enliga; Med lösningen i Fig 10 undviker man det parallaxfel, som speciellt kan uppträda med de lösningar, som framgår av Fig l, 3, 8 och 9. För att tillförsäkra bästa möjliga, entydiga detektering, är det således viktigt, att de föremål, som skall mätas på det sätt, som är beskrivet i anslutning till Fig l tom 4, 8 och 9, passerar åter-reflektorn på ett bestämt avstånd.
Inom uppfinningens ram kan man tänka sig ytterligare modifika- tioner av de anordningar, som har visats och beskrivits, även som tekniska ekvivalenter till dessa anordningar, eftersom vad som här har visats och beskrivits endast tjänar till att illu- strera tanken bakom uppfinningen och inte pá något sätt skall anses som begränsande för uppfinningen. 10 15 20 A 25 30 467 945 12 Med den föreliggande uppfinningen kan man således undvika använd- ningen av en relativt kostsam, fiberoptisk detektorpelare samt kritisk injustering av densamma. Genom att utnyttja moderna laserdioder,vilka dessutom är styrbara och har längre livslängd än de konventionella gaslasrarna och är billigare än dessa, kan föreliggande anordning göras väsentligt mindre kostbar än en anordning, som bygger på den teknik, som har beskrivits i nämnda US-paten nr 4.055.834, utfärdat den 25 okt. 1977.
I föreliggande anordning finns det endast aktiva komponenter på den ena sidan om transportören, dvs detta gäller lasern, den ljusstråleavlänkande anordningen med tillhörande motor samt detektorn ll. Detta gör anordningen enlgit föreliggande uppfin- ning speciellt produktionsvänlig och mindre kostbar, samtidigt som den kan göras mycket kompakt. Genom att de nämnda kompo- nenterna endast anordnas pà ena sidan om transportören blir dessa okänsliga för vibrationer. Speciellt i samband med använd- andet av en transportör uppstår ofta vibrationer. Eventuella små vibrationer på åter-reflektorn har inte någon betydelse för dess funktion.
Injusteringen av föreliggande anordning kommer att vara enklare, först och främst eftersom materialet i reflektorn, över vilken strálen skall svepa, kan tillverkas i godtycklig bredd. Då man monterar lasern, den ljusstráleavlänkande anordningen och detek- torn opp ena sidan om transportören, bortfaller kravet på att ha en styv ram, som förbinder lasern och den ljusstråleavlänk-» ande anordningen med detektorn (se US-patent nr 4.055.834).
Reflektorn kommer oavsett denna styvhet att reflektera tillbaka den mottagna ljusstrâlen i precis samma riktning, som den mot- togs. Åter-reflektorn kan vara av vilken som helst känd typ, till exempel så kallad kulreflektor eller prismareflektor.

Claims (1)

1. 0 15 20 25 30 35 40 13 Ä 467 943 PATENTKRAV 1. Anordning för att generera, detektera och karakterisera en rasterbild av ett föremåls (18) kontur, där en smal koncentrerad ljusstråle (l') med en första spridnings- vinkel utsändes mot en ljusstråleavlänkande anordning (3), som påverkar ljusstrålen så, att den upprepade gånger sveper över ett plan (19), genom vilket föremålet (18) föres, och där de ljusstrålar (10), som icke av- skärmas av föremålet (18), uppfångas och optoelektriskt omvandlas till elektriska signaler, som är karakteris- tiska för de inkrementella delarna av en rasterbild av föremålet (18), genom att nämnda elektriska signaler be- handlas för att ge ett karakteristiskt uttryck för före- målets (18) kontur, varvid en återreflektor (5, 32) har placerats så, att de av föremålet (18) icke avskärmade ljusstrålarna (10) reflekteras tillbaka i nämnda plan (19) till en detektor (ll) som uppfångar de reflekterade ljusstrålarna (10) och som omvandlar dessa till nämnda elektriska signaler, A k ä n n e t e c k n a d därav, att den ljusstråleav- länkande anordningen (3) är så anordnad i förhållande till återreflektorn (5, 32) och detektorn (ll), att de reflekterade ljusstrålarna (10) sändes antingen så att av den ljusstråleavlänkande anordningen (3) icke avskärmade ljusstrålar når detektorn (11) eller så att de när detek- torn (ll) via en i returstrålebanan och före den ljus- stråleavlänkande anordningen (3) anbragt planreflektor (15, 16, fig. 6, 7). Anordning i enlighet med patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att återreflektorn (5) är försedd med ett flertal smala, icke-reflekterande, in- bördes åtskilda ränder (6), som är placerade tvärs över återreflektorn över en väsentlig del av dennas utsträck- ning. Anordning i enlighet med patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att i strålvägen för den svepande ljusstrålen har placerats ett raster (33), som 10 15 m_ 25 30 35 40 467 943 14 består av ett flertal smala, växelvis icke- reflekterande (34) och genomskinliga ränder (35), vilka har samma ori- entering. Anordning i enlighet med ett eller flera av de föregående patentkraven, k ä n n e t e c k n a d därav, att en ljusstråledetektor (ll) är placerad sett i riktningen för de reflekterade ljusstrålarna, bakom nämnda ljusstråleavlänkande anord- ning (3), varvid den ljusstråleavlänkande anordningen är så utformad och dimensionerad och ljusstråledetektorn (11) så placerad, att den ljusstråleavlänkande anord- ningen (3) endast avskärmar en del av ljuskäglan i de reflekterade ljusstrålarna (10). Anordning i enlighet med ett eller flera av de föregående patentkraven 1 t o m 3, k ä n n e t e c k n a d därav, att en ljusstråledelare (15) är placerad i strålbanan både för den svepande ljusstrålen (l') och för de reflekterade ljusstrålarna (10) och därav att ljusstråledetektorn (ll) är så anordnad, att en del (l0') av de reflekterande ljus- strålarna (10) avlänkas mot ljusstråledetektorn (ll). Anordning i enlighet med ett eller flera av de föregående patentkraven 1 t o m 3, k ä n n e t e c k n a d därav, att det i strålbanan för såväl den svepande ljusstrålen (l') som för de reflek- terade ljusstrålarna (10) har placerats en snedställd spegel (16), som är utformad på ett sådant sätt, att de reflekterade ljusstrålarna (10) avlänkas i vinkel mot ljusstråledetektorn (11) samt därav att en spalt (17) är upptagen i spegeln, varigenom den svepande ljusstrålen (l') obehindrat passerar genom spegeln (16). Anordning i enlighet med ett eller flera av de föregående patentkraven, k ä n n e t e c k n a d därav, att den utsända ljus- strålen är en kontinuerlig ljusstråle. 10 15 '20 25 30 35 40 10. 11. 12. 13. 14. 15 ' 467 943 Anordning i enlighet med ett eller flera av patentkraven 1, 2, 4 t o m 6, k ä n n e t e c k n a d därav, att den utsända ljus- strålen är en pulsad ljusstråle. Anordning i enlighet med ett eller flera av de föregående patentkraven, ' k ä n n e t e c k n a d därav, att den ljusavlänkande anordningen består av minst en rörlig spegelenhet (3, 27'). Anordning i enlighet med patentkrav 9, k ä n n e t e c k n a d därav, att nämnda rörliga spegel/speglar (3, 27') är roterande eller oscillerande. Anordning i enlighet med ett eller flera av patentkraven 1 t o m 8, k ä n n e t e c k n a d därav, att den ljusstråleav- länkande anordningen består av ett holografiskt, av- länkande element, till exempel en roterande holografisk platta. Anordning i enlighet med ett eller flera av patentkraven 1 t o m 11, k ä n n e t e c k n a d därav, att ljusstrålarna på- verkas, så att de passerar ett plan (19), genom vilket föremålet föres med i allt väsentligt samma vinkel rela- tivt horisontalplanet genom att de svepande ljusstrålar- na passerar genom ett kollimerande, optiskt element (47), innan de når återreflektorn. Anordning i enlighet med ett eller flera av patentkraven 1 t o m 12, k ä n n e t e c k n a d därav, att de utsända och de reflekterade ljusstrålarna påverkas så, att de ändrar strålriktning med hjälp av ytterligare en spegel (27, 27'). Anordning i enlighet med patentkrav 13, k ä n n e t e c k n a d därav, att den därutöver 10 15 20 25 467 15. 16. 17. 943 16 insatta spegeln är fast snedställd. Anordning i enlighet med ett eller flera av patentkraven 1,41:om13, v k ä n n e t e c k n a d därav, att nämnda därutöver insatta spegeln (27') är anordnad så, att den kan oscillera för att därigenom åstadkomma ett tvådimen- sionellt ljuspunktraster på återreflektorn (32). Anordning i enlighet med ett eller flera av patentkraven l, 4 t 0 m 13, k ä n n e t e c k n a d därav, att nämnda ljusstråleav- länkande anordning (3) är utrustad med medel (44 t o m 46) för att vrida dess axel fram och tillbaka i ett plan, som är vinkelrätt mot de ljusstråleavlänkande planet (41), för att därigenom åstadkomma en tvådimen- sionell punktrasterbild på återreflektorn (32). Anordning i enlighet med ett eller flera av de föregående patentkraven, k ä n n e t e c k n a d därav, att de av föremålet icke avskärmade ljusstrålarna (l') reflekteras tillbaka (10) med en andra spridningsvinkel, som är lika stor som eller större än den första spridningsvinkeln.
SE8800301A 1987-02-20 1988-02-01 Anordning för att generera, detektera och karakterisera en rasterbild av ett föremåls kontur. SE467943C (sv)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO870681A NO162830C (no) 1987-02-20 1987-02-20 Anordning ved dimensjonsmaaling.

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SE467943B SE467943B (sv) 1992-10-05
SE467943C true SE467943C (sv) 1998-12-07

Family

ID=19889691

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE8800301D SE8800301L (sv) 1987-02-20 1988-02-01 Anordning ved dimensjonsmalning
SE8800301A SE467943C (sv) 1987-02-20 1988-02-01 Anordning för att generera, detektera och karakterisera en rasterbild av ett föremåls kontur.

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE8800301D SE8800301L (sv) 1987-02-20 1988-02-01 Anordning ved dimensjonsmalning

Country Status (8)

Country Link
US (1) US4859862A (sv)
DE (1) DE3804079C2 (sv)
DK (1) DK167583B1 (sv)
FR (1) FR2611263B1 (sv)
IT (1) IT1220535B (sv)
NL (1) NL194703C (sv)
NO (1) NO162830C (sv)
SE (2) SE8800301L (sv)

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2642164B1 (fr) * 1989-01-26 1991-04-12 Saint Gobain Cinematique Contr Controle d'objets a forte cadence
US5359418A (en) * 1992-11-02 1994-10-25 Omnitech Electronics, Inc. Photometric grinder and lathe gauge
GB2288016B (en) * 1994-03-31 1998-05-13 Tomra Systems As Device for generating,detecting and recognizing a contour image of a liquid container
DE9412196U1 (de) * 1994-07-28 1994-09-29 Leuze Electronic Gmbh + Co, 73277 Owen Optoelektronische Vorrichtung zum Erkennen von Kontrastmarken
ATE306700T1 (de) 1995-09-29 2005-10-15 Wincor Nixdorf Int Gmbh Vorrichtung zur vermessung von poststücken
DE19741730B4 (de) * 1997-09-22 2006-02-02 Sick Ag Verfahren zur Ermittlung der Oberflächenkontur von Meßobjekten
ES2152180B1 (es) * 1999-04-07 2001-08-16 Ct Investig Energeticas Ciemat Aparato y metodo de metrologia bidimensional para temperaturas criogenicas.
DE10028703A1 (de) * 2000-06-09 2001-12-13 Volkswagen Ag Vorrichtung zur Erkennung von Personen oder Gegenständen, insbesondere für Sicherheitssysteme von Fahrzeugen
US20060067572A1 (en) * 2004-09-14 2006-03-30 Tattile, L.L.C. Object imaging system
US8170322B2 (en) * 2006-03-22 2012-05-01 Jadak Llc Optical imaging system and method using a reflective background
CN101641566B (zh) * 2007-02-09 2014-08-13 Tezet技术股份公司 用于获得型材的几何特征的测量装置和方法
US10259607B2 (en) * 2008-03-04 2019-04-16 Vanrx Pharmasystems Inc. Aseptic robotic filling system and method
DE102010006116A1 (de) 2010-01-29 2011-08-04 Hans-Hermann Trautwein SB-Technik GmbH, 73760 Verfahren und Vorrichtung zur Identifizierung der Kontur von Körpern, vorzugsweise von zumindest nahezu achssymmetrischen Flüssigkeitsbehältern
DE102010037448A1 (de) * 2010-09-10 2012-03-15 Wincor Nixdorf International Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Erfassung von Leergutbehältern
DE102011050052A1 (de) * 2011-05-02 2012-11-08 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Messvorrichtung und Verfahren zum Ermitteln einer Kontur
DE102014217771B4 (de) * 2014-09-05 2023-05-04 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Vorrichtung und Verfahren zur Qualitätskontrolle transparenter Objekte
US9729832B2 (en) 2014-11-14 2017-08-08 Envipco Holding N.V. Device for measuring the length and diameter of a container using structured lighting, and method of use
JP6859098B2 (ja) * 2016-12-28 2021-04-14 株式会社キーエンス 光走査高さ測定装置
EP3575742B1 (en) * 2018-05-29 2022-01-26 Global Scanning Denmark A/S A 3d object scanning using structured light
DE102018118097A1 (de) * 2018-07-26 2020-01-30 Sikora Ag Vorrichtung zur Bestimmung des Durchmessers und/oder der Außenkontur eines strangförmigen Gegenstandes

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1347777A (en) * 1970-12-12 1974-02-27 Sick Optik Elektronik Erwin Photoelectric length measuring apparatus
DE2434829C3 (de) * 1974-07-19 1978-11-09 Erwin Sick Gmbh Optik-Elektronik, 7808 Waldkirch Lichtelektronische Vorrichtung zur Messung der Länge oder Breite eines Gegenstands
NO135609C (sv) * 1975-06-03 1977-05-11 Tore Planke
DE2927845C3 (de) * 1979-07-10 1982-01-28 Erwin Sick Gmbh Optik-Elektronik, 7808 Waldkirch Einen Taktmaßstab aufweisender Lichtvorhang
FR2534372A1 (fr) * 1982-10-06 1984-04-13 Renault Dispositif optique pour identifier le profil d'un objet de revolution
DE3409522C2 (de) * 1984-03-15 1986-06-05 Daimler-Benz Ag, 7000 Stuttgart Einrichtung zum Messen des Flächeninhaltes der Projektion eines Prüfkörpers auf eine Ebene

Also Published As

Publication number Publication date
US4859862A (en) 1989-08-22
DK88788D0 (da) 1988-02-19
IT8812417A0 (it) 1988-02-12
FR2611263B1 (fr) 1992-05-07
IT1220535B (it) 1990-06-15
DE3804079A1 (de) 1988-09-01
NO870681D0 (no) 1987-02-20
DE3804079C2 (de) 1997-03-13
SE8800301D0 (sv) 1988-02-01
NL194703C (nl) 2002-12-03
SE8800301L (sv) 1988-08-21
SE467943B (sv) 1992-10-05
DK88788A (da) 1988-08-21
NO870681L (no) 1988-08-22
DK167583B1 (da) 1993-11-22
NL8800271A (nl) 1988-09-16
NO162830B (no) 1989-11-13
NL194703B (nl) 2002-08-01
NO162830C (no) 1990-02-21
FR2611263A1 (fr) 1988-08-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SE467943C (sv) Anordning för att generera, detektera och karakterisera en rasterbild av ett föremåls kontur.
US4052120A (en) Optical apparatus for producing a light curtain
CN101241182B (zh) 测量物体方向和距离的激光雷达设备
EP3179209B1 (en) Measuring instrument
US7271383B2 (en) Scanning system with feedback for a MEMS oscillating scanner
EP0022263B1 (en) Light curtain apparatus with provision for generating a cyclically varying scale signal
CN111051916A (zh) 具有共同对准的传输和接收路径的lidar
US4269512A (en) Electro-optical position-monitoring apparatus with tracking detector
KR840008983A (ko) 이중 시계 감지기
KR920005018A (ko) 발광 다이오드 주사기
JP2017129573A (ja) 光電センサ及び物体検出方法
US4864121A (en) Light curtain with periodic light transmitter arrangement
JP2016109679A (ja) 光電センサ及び物体検出方法
JP2012093245A (ja) レーザ測量機
CN111665514A (zh) 激光雷达传感器及用于激光雷达传感器的方法
JP2005121638A (ja) 光電子検出装置
CN112752984A (zh) 用于lidar的波导扩散器
KR20210045457A (ko) 시야를 광학적으로 검출하기 위한 lidar 센서, lidar 센서를 구비한 작업 장치 또는 차량, 그리고 시야를 광학적으로 검출하기 위한 방법
US20210263198A1 (en) Liquid crystal-based laser beam scanners and laser signal receivers
US3970825A (en) Apparatus and a method for reading light-dark or color-contrast codes on articles
US4806753A (en) Light scanning device with a short-path synchronizing grid
HU214530B (hu) Berendezés adott esetben mozgó tárgy, elsősorban fatörzs méreteinek meghatározására
US3776639A (en) Frequency responsive focus detecting apparatus
CN115685140A (zh) 测量装置
KR20200006999A (ko) 간소화된 검출을 이용한 라이다 장치 및 그 방법

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed